本文關鍵詞：煤層氣儲層數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大量實驗研究和現(xiàn)場應用證實了煤層氣藏開采過程中經(jīng)歷解吸、擴散、滲流過程，儲層孔隙度和滲透率隨壓力變化。而經(jīng)典滲流規(guī)律不再適用于煤層氣復雜流動特征和儲層地質(zhì)特征，針對其局限性，建立了一個合理的、能正確反應煤儲層孔隙度和滲透率變化的煤層氣儲層數(shù)學模型。 本文基于國內(nèi)外文獻調(diào)研，分析了煤層氣儲集、運移和產(chǎn)出機制，針對煤層氣開采經(jīng)歷的解吸、擴散、滲流等復雜流動過程，建立了三維、雙重介質(zhì)、氣-水兩相數(shù)學模型，該模型考慮了非平衡擬穩(wěn)態(tài)吸附、煤層氣解吸后煤基質(zhì)收縮變化對儲層物性參數(shù)的影響：計算煤層氣井產(chǎn)量時，推導出壓裂水平井的產(chǎn)能公式，，公式考慮了煤層氣儲層非均質(zhì)性、裂縫部分穿透儲層、裂縫條數(shù)等因素對水平井產(chǎn)能的影響。該模型采用IMPES方法數(shù)值求解，并借助計算機技術開發(fā)了具有友好界面的煤層氣儲層數(shù)值模擬軟件CBM-RS1.0，實現(xiàn)了數(shù)學模型的數(shù)值求解和計算機求解，應用該模擬器研究了煤基質(zhì)收縮對儲層孔隙度、滲透率和井產(chǎn)能的影響，分析了基質(zhì)收縮模型的敏感性，對比了壓裂水平井和直井開采煤層氣的效果。主要研究成果： 1 基于固體變形理論與固體表面能理論，建立煤基質(zhì)收縮或膨脹變形與煤裂隙滲透率和孔隙度關系的數(shù)學模型。該模型避免了直接用煤體收縮系數(shù)和ε_l/β來計算儲層孔隙度和滲透率所引起的誤差。 2 基于位勢理論和疊加原理，建立煤層氣儲層壓裂水平井產(chǎn)能計算模型。該模型考慮了煤層氣儲層非均質(zhì)性、裂縫部分穿透儲層、裂縫條數(shù)等因素對水平井產(chǎn)能的影響。 3 建立三維、雙重介質(zhì)、氣—水兩相煤層氣儲層模擬的數(shù)學模型，模型考慮了非平衡擬穩(wěn)態(tài)吸附、煤基質(zhì)收縮對儲層孔隙度和滲透率的影響，并進行數(shù)值求解。修改黑油模擬程序BOAST Ⅱ源代碼，發(fā)展了一個煤層氣模擬器，該模擬器突破目前大多數(shù)煤層氣模擬軟件不能考慮煤基質(zhì)收縮影響所存在的局限性。 4 采用可視化編程工具Compaq Visual Fortran 6.5和Visual Basic 6.0開發(fā)煤層氣儲層模擬器主程序及應用界面，運用相關軟件對計算結果進行處理。
【關鍵詞】：煤層氣 煤基質(zhì)收縮 儲層物性參數(shù) 程序界面 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：西南石油學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TD84
【目錄】：

• 1 概述9-17
• 1．1 問題提出及研究目的意義9
• 1．2 煤層氣數(shù)值模擬國內(nèi)外研究進展9-12
• 1．2．1 國外煤層氣數(shù)值模擬研究進展9-11
• 1．2．2 國內(nèi)煤層氣數(shù)值模擬研究進展11-12
• 1．3 煤基質(zhì)收縮和膨脹國內(nèi)外研究進展12-13
• 1．4 主要研究內(nèi)容、方法和技術路線13-15
• 1．4．1 研究內(nèi)容13-14
• 1．4．2 研究方法14
• 1．4．3 技術路線14-15
• 1．5 主要研究成果15-17
• 2 煤層氣儲層巖石物理特性17-31
• 2．1 煤層氣儲層孔隙與裂隙特征17-19
• 2．1．1 煤儲層基質(zhì)孔隙17
• 2．1．2 煤儲層裂隙特征17-19
• 2．2 煤層氣儲層滲透性影響因素19-23
• 2．2．1 有效應力20
• 2．2．2 煤基質(zhì)收縮20-22
• 2．2．3 克林肯伯格效應22-23
• 2．3 煤儲層孔隙表面積23
• 2．4 煤基質(zhì)收縮或膨脹特征23-31
• 2．4．1 煤基質(zhì)收縮或膨脹機理24-25
• 2．4．2 煤基質(zhì)收縮和膨脹模型25-31
• 3 煤層氣儲集及產(chǎn)出特征31-39
• 3．1 煤層氣賦存狀態(tài)31-33
• 3．1．1 煤層氣溶解態(tài)31
• 3．1．2 煤層氣游離態(tài)31-32
• 3．1．3 煤層氣吸附態(tài)32-33
• 3．2 煤層氣運移機制33-36
• 3．2．1 基質(zhì)中煤層氣擴散34-36
• 3．2．2 裂隙中煤層氣滲流36
• 3．3 煤層氣的產(chǎn)出機制36-39
• 4 煤層氣儲層數(shù)學模型與數(shù)值模型39-57
• 4．1 煤層氣儲層幾何模型39-40
• 4．2 煤層氣儲層數(shù)學模型40-44
• 4．2．1 假設條件40
• 4．2．2 數(shù)學模型40-41
• 4．2．3 交換項處理41
• 4．2．4 定解條件41-44
• 4．3 數(shù)學模型中特殊參數(shù)處理44-45
• 4．4 煤層氣儲層數(shù)值模型45-46
• 4．5 IMPES方法求解46-52
• 4．5．1 IMPES基本思想46-47
• 4．5．2 IMPES基本解法47-51
• 4．5．3 非線性方程組線性化51
• 4．5．4 差分方程穩(wěn)定性、收斂性分析51-52
• 4．5．5 方程求解52
• 4．6 參數(shù)、導數(shù)項和邊界條件處理52-57
• 4．6．1 參數(shù)處理52-54
• 4．6．2 導數(shù)項處理54-55
• 4．6．3 外邊界條件處理55-57
• 5 煤層氣模擬軟件研制57-71
• 5．1 主程序開發(fā)57-61
• 5．1．1 總體結構設計58-59
• 5．1．2 模塊功能59-61
• 5．2 CBM—RS1.0程序操作界面和流程61-68
• 5．2．1 CBM—RS1.0程序界面61-68
• 5．2．2 模擬軟件的操作流程68
• 5．3 軟件功能及適用范圍68-69
• 5．3．1 軟件功能68
• 5．3．2 適用范圍68-69
• 5．4 軟件運行環(huán)境69-71
• 6 實例計算及分析71-89
• 6．1 數(shù)據(jù)準備71-73
• 6．2 煤層氣藏模擬器可靠性檢驗73-74
• 6．3 儲層參數(shù)敏感性分析74-89
• 6．3．1 儲層孔隙度、滲透率對井產(chǎn)能影響74-82
• 6．3．2 煤巖彈性模量對煤儲層孔隙度、滲透率及井產(chǎn)能影響82-84
• 6．3．3 不同煤基質(zhì)收縮模型對孔隙度和滲透率影響84-87
• 6．3．4 壓裂水平井與直井開發(fā)效果對比87-89
• 7 結論和創(chuàng)新點89-91
• 7．1 結論89-90
• 7．2 創(chuàng)新點90-91
• 致謝91-93
• 參考文獻93-97
• 附錄A97-103
• A1 ARI模型97-98
• A2 P&M模型98
• A3 基質(zhì)收縮與割理孔隙度和滲透率關系98-99
• A4 壓裂水平井的產(chǎn)能公式99-103
• 附錄B103-104
• B1 攻讀碩士學位期間發(fā)表和撰寫的論文103
• B2 攻讀碩士學位期間的科研工作103-104

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 田煒;孫曉飛;張艷玉;李衛(wèi)東;孫仁遠;;無因次產(chǎn)氣圖版在樊莊煤層氣產(chǎn)能預測中的應用[J];煤田地質(zhì)與勘探;2012年04期

2 杜志敏;付玉;伍勇;;低滲透煤層氣產(chǎn)能影響因素評價[J];石油與天然氣地質(zhì);2007年04期

3 屈平;申瑞臣;袁進平;莊曉謙;吳國民;周裕京;;煤儲層的應力敏感性理論研究[J];石油鉆探技術;2007年05期

4 付玉;郭肖;杜志敏;劉成林;;分子擴散對枯竭油藏型地下儲氣庫動態(tài)的影響[J];西南石油大學學報;2007年03期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 杜春志;煤層水壓致裂理論及應用研究[D];中國礦業(yè)大學;2008年

2 劉世奇;沁水盆地南部煤層氣直井產(chǎn)能的地質(zhì)與工程協(xié)同控制及預測[D];中國礦業(yè)大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 吳百烈;煤層氣井水力壓裂幾何參數(shù)優(yōu)化設計[D];中國石油大學;2011年

2 鄭軍;煤層氣儲層敏感性實驗研究[D];成都理工大學;2006年

3 孫維吉;不同孔徑下瓦斯流動機理及模型研究[D];遼寧工程技術大學;2007年

4 高秋紅;煤層氣開采流入動態(tài)特性研究[D];中國石油大學;2010年

5 楊東根;煤心刻度測井技術及測井響應特征研究[D];中國石油大學;2010年

6 孔慶利;煤層氣在雙孔介質(zhì)中解吸及滲流機理研究[D];東北石油大學;2012年

7 李鳳穎;煤巖力學性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬及應用探討[D];成都理工大學;2012年

  本文關鍵詞：煤層氣儲層數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：315462